【正文】 置軟開(kāi)關(guān)進(jìn)行雙重保護(hù)，在程序中設(shè)置的保護(hù)如下 : 過(guò)卷保護(hù)，當(dāng)提升容器超出正常停車(chē)位置 時(shí)，過(guò)卷保護(hù)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。 故障處理子程序。兩套編碼器的數(shù)據(jù)在程序中不斷進(jìn) 行比較，當(dāng)比較結(jié)果發(fā)生不一致時(shí)，程序會(huì)發(fā)出故障安全制動(dòng)指令。井筒開(kāi)關(guān)用來(lái)校正行程顯示和控制信號(hào)，使行程控制和顯示誤差縮小到允許范圍。同時(shí)（常開(kāi) ） 觸點(diǎn) 30B30C 閉合，將報(bào)警指示燈 HL 和電笛HA 接通，進(jìn)行聲光報(bào)警。 JDBP37/38 系列高壓提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于異步交流電動(dòng)機(jī)類(lèi)機(jī)械調(diào)速節(jié)能、改善生產(chǎn)工藝的迫切需要，本調(diào)速系統(tǒng)適配各種通用三相異步電機(jī)。然而 V/F 控制是一種開(kāi)環(huán)的控制方式，速度動(dòng)態(tài)特性較差，電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率低，控制參數(shù) (如加 /減速度等 )還需要 根據(jù)負(fù)載的不同來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，特別是低速時(shí)由于定子電阻和逆變器等器件開(kāi)關(guān)延時(shí)的存在，系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象 .這種控制方式多用于調(diào)速精度不高的場(chǎng)所。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。1239。139。 23 0 . 3 1 . 1 5 6 0 0 0 0 5 7 . 1 7 4 8 4 0 . 3 6 0 0 0 0 0 . 8 1 7 /72561mK Q p H Qa m s? ? ? ? ? ? ?? ? ?? 由此確定 23 /a m s? 。 ④潤(rùn)滑系統(tǒng) 潤(rùn)滑系統(tǒng)是在提升運(yùn)行過(guò)程中，不間斷地向軸承及嚙合齒面壓送潤(rùn)滑油，以保證軸承和齒輪的正常工作。一旦主電失壓安全回路就會(huì)斷開(kāi)，實(shí)施安全制動(dòng)。并且將操作臺(tái)中的主電源上電開(kāi)關(guān)串入變頻柜送電斷路器的失壓脫扣線(xiàn)圈中，用來(lái)實(shí)現(xiàn)緊急停車(chē)。標(biāo)準(zhǔn)型內(nèi)裝 8K 步有備用電池的 RAM 存儲(chǔ)器。 (5) 維修方便。旋轉(zhuǎn)編碼器可以檢測(cè)主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將此信號(hào)傳送給可編程控制器， PLC通過(guò)該信號(hào)可以累計(jì)計(jì)算提升機(jī)的速度及行走距離，監(jiān)視器可以時(shí)時(shí)顯示提升機(jī)速度和位置。滿(mǎn)足提升階段 (如加速、減速、等速、爬行等 )穩(wěn)定運(yùn)行的要求。 直流拖動(dòng)系統(tǒng)具有調(diào)速性能好的特點(diǎn)，是交流拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法相比的。 圖 11 為可編程控制器控制系統(tǒng)。 (5) 工作方式轉(zhuǎn)換容易。 可以得出按給定速度圖所需轉(zhuǎn)矩 Te=f(t)的特性，從而可以得到 拖動(dòng)系統(tǒng)所需的力 F=f(t)。 ③繼電器、接觸器頻繁動(dòng)作，電弧燒蝕觸點(diǎn)，影響接觸器使用壽命，維修成本較高。 論文根據(jù)礦井提升機(jī)的運(yùn)行特性要求，對(duì)變頻器和 PLC 進(jìn)行選型，并對(duì)系統(tǒng)的軟、硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中包括檢測(cè)模塊、控制模塊、保護(hù)模塊、顯示模 塊和抗干擾模塊的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行系統(tǒng)集成和調(diào)試。 安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效的礦井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的追求目標(biāo)。 (2) 具有良好的調(diào)速性能。 (3) 采用磁放大器做調(diào)節(jié)控制，穩(wěn)定性差，線(xiàn)性度差，調(diào)速精度很難洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 保證。我國(guó)目前正在服務(wù)的礦井 提升機(jī)的電控系統(tǒng)中，屬于交流拖動(dòng)的有轉(zhuǎn)子電路串電阻的調(diào)速系統(tǒng) :屬于直流拖動(dòng)的有直流發(fā)電機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)組成的GM 調(diào)速系統(tǒng)和晶閘管整流裝置供電的 VM 調(diào)速系統(tǒng)。此外在調(diào)速性能方面，交流拖動(dòng)系統(tǒng)一般不如直流拖動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)越，但選用了動(dòng)力制動(dòng)、低頻制動(dòng)、可調(diào)機(jī)械閘、負(fù)荷測(cè)量、計(jì)算裝載等輔助裝置后，交流拖動(dòng)系統(tǒng)亦可獲得滿(mǎn)意的調(diào)速性能。硬安全回路通過(guò)硬件回路實(shí)現(xiàn)，無(wú)論 PLC 單元是否正常工作，一旦出現(xiàn)重度故障信號(hào)，硬安全回路馬上斷開(kāi) 。 (2)靈活性強(qiáng)，控制系統(tǒng)具有良好的柔性。 PLC 的選型 在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，決定了系統(tǒng)對(duì)精度要求并不是特別高，對(duì)于響應(yīng)時(shí)間的要求也并不高，達(dá)到毫秒級(jí)就可以。 FX2N 系列 PLC 是 FX 家族中比較先進(jìn)的類(lèi)型。 制動(dòng)手柄采用手柄輸出 010V 信號(hào)進(jìn)行制動(dòng)控制，在輸出模擬量的同時(shí)，在手柄相應(yīng)的操縱角度上加上光電開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，可以輸出緊閘和松閘的開(kāi)關(guān)信號(hào)到 PLC 上控制施閘。礦井提升機(jī)是一個(gè)完整的機(jī)械 電氣系統(tǒng)，其主要由以下幾部分組成。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 mDHHHH tgrxj ?????????? 預(yù)選提升電機(jī) ①確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù) m i n/ rDivn tme ?? ???? ? 考慮到箕斗容積選用較大，故預(yù)定同步轉(zhuǎn)數(shù) min/500rnt ? 。 39。39。但是，洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 這種控制方式在低頻時(shí)，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。它能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為 1，輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行，系統(tǒng)的功率密度大。 變頻器的選型 礦井 提升機(jī)構(gòu)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般來(lái)說(shuō)可為額定力矩值的 倍。 交流制動(dòng)： 本提升機(jī)專(zhuān)用變頻器，交流制動(dòng)對(duì)提升系統(tǒng)的安全運(yùn)行起到重要作用，當(dāng)重車(chē)在中間停車(chē)時(shí)，檢測(cè)到停機(jī)信號(hào)后給控制器發(fā)出信號(hào)，讓提升機(jī)由高速平滑地降到低速，待 PLC 檢測(cè)到機(jī)械制動(dòng)起作用的信號(hào)后， PLC 發(fā)出信號(hào)讓控制器去掉交流制動(dòng)信號(hào)，使提升機(jī)靠機(jī)械抱閘裝置起作用。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第 3章 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 提升機(jī) PLC 控制要求 1) 提升機(jī)速度 (PLC)控制方式 提 升速度的給定方式有兩種 :一種是給定速度為時(shí)間的函數(shù)， v=f(t)。 主程序和部分子程序分別介紹如下 : 1）控制程序 提升信號(hào)、工作手柄以及所選擇的工作方式，驅(qū)動(dòng)變頻器實(shí)現(xiàn)提升下放操作，完成對(duì)絞車(chē)的啟動(dòng)、加速、等速、減速、停止等運(yùn)行過(guò)程的轉(zhuǎn)矩和頻率控制。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 變頻故障保護(hù)，程序不斷監(jiān)測(cè)變 頻器運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)變頻故障時(shí)，自動(dòng)斷電并實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。 溜車(chē)保護(hù)功能，當(dāng)提升機(jī)無(wú)運(yùn)行指令而有運(yùn)行速度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)斷開(kāi)安全回路，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。主要輸出驅(qū)動(dòng)控制功能為 :a 電機(jī)變頻調(diào)速控制； b 制動(dòng)泵液壓泵的控制；c 液壓站電磁閥的控制； d 調(diào)繩調(diào)閘操作； e 安全保護(hù)、安全制動(dòng)。 為了提高提升機(jī)運(yùn)行速度控制的精度，在速度給定電路中增加了加速變化率限制環(huán)節(jié)，即不但要限制加速度，而且還要限制加速度的變化率。 變頻器主電路設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)定 變頻器可以輸出頻率可調(diào)的交流電源， 在變頻器的控制輸入回路中接入頻率設(shè)定電路，本系統(tǒng)中通過(guò) PLC 輸出電壓信號(hào) (0～ 12 V)來(lái)控制變頻器的頻率。等額變頻器僅能提供小于 150%的超載力矩值，為此可通過(guò)提高交頻器容量或同時(shí)提高變頻器和電機(jī)容量來(lái)獲得200%的力矩值。其實(shí)質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 ② 電壓空間矢量 (SVPWM)控制方式 它是以三相波形 整體生成效果為前提，以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以?xún)?nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的。39。1 0 1 0( ) 1 3 1 2 0 0 7 2 5 6 1 ( 0 .8 0 .4 8 ) 1 5 4 4 0 0mF F a a N? ? ? ? ? ? ? ?? 4)主加速終了 NpHFF 1 5 0 2 0 5 4 4 0239。 根據(jù)以上計(jì)算，選擇 YR80012/1430 繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)，其主要技術(shù)規(guī) 格 如 下 ： 額 定 功 率 800eP kW? ， 額 定 電 壓 6NU kW? ， 額 定 轉(zhuǎn) 數(shù)492 / minenr? ，電動(dòng) 機(jī)效率 ? ? ，過(guò) 載能力 ?? ，飛 輪慣量2214660GD N m??。 ②制動(dòng)系統(tǒng) 液壓制動(dòng)系統(tǒng)裝置包括制動(dòng)器和液壓傳動(dòng)裝置，是提升機(jī)不可缺少的重要組成部分之一，也是最后一道安全保障裝置。在正常情況下，由 PLC 的模擬量數(shù)出來(lái)確定給制動(dòng)裝置給定；在應(yīng)急狀態(tài)下，或者 PLC 出現(xiàn)故障時(shí)還可以直接將給定量送入制動(dòng)裝置，完成制動(dòng)。 ②靈活的配置 除了具有滿(mǎn)足特殊要求的大量特殊功能模塊外，六個(gè)基本 FX2N 單元中的每一個(gè)單元可擴(kuò)充到 256 個(gè) I/O 口。 通過(guò)系統(tǒng)綜合考慮，本系統(tǒng)選擇三菱 FX2N80MR 型 PLC。 (3) 編程簡(jiǎn)單，使用方便。安全電路斷開(kāi)后，系統(tǒng)會(huì)立即解除運(yùn)行控制指令，封鎖變頻器，制動(dòng)油泵，斷開(kāi)安全閥和 KT 線(xiàn)圈，進(jìn)行緊急制動(dòng)。 目前交流調(diào)速最有前途的是變頻調(diào)速技術(shù)，在變頻調(diào)速技術(shù)中矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制 都能滿(mǎn)足提升機(jī)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載這一特征，所以在提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中這兩種調(diào)速方案將是重要發(fā)展方向。 GM 系統(tǒng)的特點(diǎn)是過(guò)載能力強(qiáng)，所需設(shè)備均為常規(guī)定型產(chǎn)品，供貨容易，運(yùn)行可靠， 維護(hù)工作量大但是技術(shù)要求不高，對(duì)系統(tǒng)以外的電網(wǎng)不會(huì)造成有害的影響，即不會(huì)引起電力公害等。 這些不足主要是因?yàn)椴捎美^電器控制方式造成的，在這種控制方式下繼續(xù)改善的余地不大。提升機(jī)不同于其他機(jī)械，穩(wěn)定運(yùn)行的要求。所以需要先來(lái)分析提升機(jī)電控系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性。 關(guān)鍵詞： 礦井提升機(jī)， PLC，變頻調(diào)速 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II The Freouency Conversion Use on The Speed Adjustment of Shaft Hoist on The Basis of PLC Control ABSTRACT The traditional shaft hoist control system is always controlled by the relaycontactor. The system has many disadvanges such as bad reliability， plicated operation， high fault rate， large energy –wasting and low efficiency. we adopt PLC and Transducer to reform for original control system, so as to raise the safety, reliability, control precision and speed regulation performance of the whole electric controlled system. The paper applied PLC(Programmable Logic Controller)and frequency converter to the system， and have carried on deeper research in feasibility. Paper based on the operation of mining properties hoist requirements， the selection of frequency converter and PLC， and the system software and hardware design. Including the detection module， control module， protect module， display module and antijamming module design， the final system integration and debug. Adopting control system， the shaft hoist works reliably， easy to use， energysaving well， and have dynamical shown function. KEY WORDS: Shaft hoist， PLC， Frequency conversion 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................................... 3 礦井提升機(jī)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求 ....................................... 3 提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ............................................... 4 控制單元基本原理 ......................................................... 4 調(diào)速基本原理 ................................................................. 6 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................................... 8 第 2 章 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .................................11 PLC 的設(shè)計(jì) ...........................................................